Arus, Tegangan, Resistansi,Daya Listrik

Arus, Tegangan,
Resistansi,Daya Listrik
Gabriel Sianturi MT
Arus Listrik
• Elektron mengalir dari kutub negatif ke
kutub positif dari sumber tegangan
• Arah aliran konvensional: dari kutub positif
ke negatif dari sumber tegangan
• Kedua duanya disebut dengan arus listrik
Arus Listrik
• Arus listrik : banyaknya muatan listrik yang
mengalir per satu satuan waktu
• Satuan (SI) : Ampere (A) atau Coulomb/detik
Q(Coulombs)
I (amperes) 
t (det ik )
1 A = 1 Coulomb/detik
1 A = 1000 mA
Kerja
• Kerja dibutuhkan untuk menggerakkan suatu
obyek
• Kerja (W) = Gaya (F) x Jarak (s)
• Satuan W (SI) = Joule (Newton x meter)
• 1 Joule adalah kerja yang dilakukan oleh gaya
sebesar 1 Newton sejauh 1 meter
Energi
• Energi : Kapasitas untuk melakukan kerja
• Energi bersifat kekal : tidak dapat
dihasilkan dan tidak dapat dihilangkan
• Pada PLTA : energi air diubah menjadi
energi listrik
• Potensial energi : energi yang dipunyai
benda karena posisinya
Energi
• PLTA
Tegangan
• Muatan mengalir karena ada beda
potensial listrik. Tidak ada perbedaan
potensial tidak ada arus listrik
Analogi air dalam
tabung
Air tidak mengalir karena
potensialnya sama
Air mengalir dari potensial
tinggi ke potensial rendah
Tegangan
• Beda potensial (tegangan/voltage) antara 2 titik
adalah kerja yang dibutuhkan dalam Joule untuk
menggerakkan 1 C muatan antara 1 titik dengan
titik lainnya
• Satuan tegangan (SI) : volt (V)
W (joules)
V (volts) 
Q (Coulombs)
Tegangan
• Kerja yang diperlukan untuk menggerakkan muatan Q
dari titik b ke a :
Vab
Wab 
Q
Ket :
Subskrip yang pertama (a) menujukkan titik kemana muatan bergerak
Tegangan
• Jika kerja yang dilakukan untuk menggerakkan muatan
positif dari b ke a (atau menggerakkan muatan negatif
dari a ke b) maka titik a positif terhadap b
• Titik a : polaritas positif (+), titik b polaritas negatif (-)
Suatu 6 V Tegangan (potensial naik /voltage
rise) dari b ke a
Atau
Suatu 6 V Tegangan (potensial turun/voltage
drop) dari a ke b
Kutub positif
Kutub negatif
Sumber Tegangan
• Agar selalu terjadi beda potensial
dibutuhkan sumber tegangan. Contoh:
batere
• Analogi air yang dipompa sehingga selalu
terjadi perbedaan besar tekanan
Sumber Tegangan
• Prinsip elektromagnet
Generator mengkonversi energi mekanik
menjadi energi listrik
• Prinsip Elektrokimia
mis: sel Volta, batere, mengkonversi energi
kimia menjadi energi listrik
Sumber Tegangan
• Prinsip Termo Elemen
• Tegangan terjadi apabila ada
perbedaan temperatur antara
kedua material
• Prinsip Photovoltaic
• Energi radiasi matahari diubah
menjadi energi listrik
• Prinsip Piezo Kristal
Resistansi
• Resistansi : sifat material yang mencegah pergerakan
elektron
1. Kondutor :
- Resistansi kecil  mudah mengalirkan listrik.
Contoh: emas, tembaga, baja
2. Insulator
- Resistansi besar  sulit mengalirkan listrik
Contoh: plastik, gelas
• Satuan (SI) : ohm dengan simbol : Ω
simbol kuantitas : R
Hukum Ohm
• Arus I berbanding lurus dengan tegangan V dan
berbanding terbalik dengan resistansi R
V
I 
R
• Untuk setiap tegangan yang diberikan, semakin besar
resistansi semakin kecil arus yang mengalir
• Resistansi listrik suatu konduktor adalah sama dengan 1 Ω
jika tegangan yang diberikan sebesar 1 V menyebabkan
arus mengalir sebesar 1 A
Resistivitas (1)
• Resistansi suatu konduktor berbanding lurus dengan
panjangnya dan berbanding terbalik dengan luas
penampangnya.
• Untuk temperatur tetap :
l
R
A
ρ (rho)= resistivitas (ohm-meter/Ω.m)
l = panjang (m)
A = luas penampang (m2)
Resistivitas (2)
• Resistivitas tergantung material dan temperatur
• Konduktor ρ = ~10-8 Ω.m
• Insulator ρ = 1010 Ω.m
Resistor
• Resistor adalah komponen elektronika yang
digunakan untuk membatasi jumlah arus yang
mengalir dalam satu rangkaian)
• Tipe: tetap (fixed) dan variabel (variable)
Bentuk fisik
Resistor
• Resistor terbuat dari carbon, lilitan kawat (wire
wound), metal film
I
V  I .R
Simbol rangkaian
Linear resistor
non linear resistor
Fixed Resistor
Fixed Resistor
• M
Kode Warna Resistor
Resistor Variabel
• Besar resistance dapat diubahubah
• Potensiometer resistor variabel yang
digunakan untuk membagi tegangan
• Rheostat: resistor variabel untuk mengatur
arus
Produce and Absorb Energi
• Pada rangkaian listrik bila ada suatu komponen
yang mengirimkan (menghasilkan) energi
(produce) maka ada komponen lain yang
menyerap energi (absorb) tersebut
Mengirim energi
Menerima energi
Daya (Power)
• Laju menghasilkan atau menyerap energi dari
suatu komponen disebut daya (power)
• Satuan (SI) : watt (W)
W(joule) W Q
P(watt) 

x
t(detik)
Q t
P (watt)  V(volt) x I(ampere)
• 1 watt = 1 Joule/detik
Daya
• Daya yang dihasilkan atau diserap suatu
komponen listrik :
- Daya positif : menyerap energi
- Daya negatif : mengirim(menghasilkan) energi
Daya yang diserap P=VI
Daya Resistor
• Daya yang diserap oleh resistor (linear) :
2
V
P
 I 2R
R
• Power rating : daya maksimum yang dapat
diserap oleh resistor tanpa terjadi panas
berlebihan yang dapat merusak resistor
Mis: 1/8, 1/4 , 1 , 2, 5, 10, 20 watt